[发明专利]三相三线动态分相无功补偿装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于配电系统无功功率补偿技术领域，尤其涉及三相三线动态分相无功补偿装置 及其控制方法。

背景技术

对配电系统中的无功功率进行跟踪补偿，是提高供、用电系统稳定性和运行效率所必需 的技术手段。公知的三相无功功率补偿器有星型连接和三角型连接两种结构，分别如图5和 图6所示。在三相平衡系统中，两种结构都有大量应用，补偿器工作时，三个补偿单元同步 调节，产生的三相补偿电流幅值相同，一般称为“三相同步补偿器”或“三相共补补偿器”。 在三相不平衡系统中，需要对三条相线中的无功电流分别补偿，即采用各相分别补偿方法。 此种用途的补偿器一般称为“分相补偿器”或“三相分补补偿器”。公知分相补偿器均采用图 7所示星型连接结构，三个补偿单元的补偿电流分别与三条相线中的无功电流一一对应；图6 所示的三角型连接的补偿器由于难以确定三个补偿单元的补偿电流与三条相线中无功电流的 对应关系而不被采用。星型连接结构的分相补偿器与配电系统之间需要四线连接，星型连接 中点接配电系统的中线，可用于三相四线不平衡系统或三相三线不平衡系统中的无功补偿。

工业用电中的三相不平衡负载通常是由分配在不同相上的许多单相负载构成，而工业单 相负载一般均采用两条相线供电，如交流弧焊机、交流点焊机、交流对焊机等。此类负载构 成三相三线不平衡系统，不需要中线，也不存在中线电流。用图7所示公知星型连接结构的 分相补偿器补偿三相三线不平衡系统，存在以下缺点：

1.补偿器与配电系统的连接复杂，需四线连接，在没有中线的系统中因无法满足连接要 求而无法使用；如果不连接中线，则补偿器一般不能正常工作。

2.星型连接结构分相补偿器中的三个补偿单元分别接在各相线与中线之间，分别跟踪补 偿各相负载电流，三相补偿电流一般是不相同的，因此补偿器会因三相不平衡而产生中线电 流。但三相三线不平衡系统中不需要中线，也没有中线电流，更不需要补偿中线电流。因此 补偿器产生的中线电流是一种错误补偿，会对配电变压器造成额外负担，导致额外损耗等不 良影响。

发明内容

本发明的目的就是克服公知星型连接结构的分相补偿器用于三相三线不平衡系统的无功 补偿时所存在的缺点，提供一种结构简单，成本低，补偿效果好，更适用于三相三线不平衡 系统的三相三线动态分相无功补偿装置及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种三相三线动态分相无功补偿装置，由补偿单元I、补偿单元II、补偿单元III、电压 检测单元、电流互感器组I、电流检测单元I、减法运算单元HI、减法运算单元II、减法运 算单元I、无功电流计算单元、补偿控制单元、电流检测单元II、电流互感器组II构成。补 偿单元I的两个输出端分别接被补偿配电线路中的L1和L2；补偿单元II的两个输出端分别接 被补偿配电线路中的L2和L3；补偿单元III的两个输出端分别接被补偿配电线路中的L3和L1； 电压检测单元的输入端接被补偿配电线路L1、L2和L3，电压检测单元的输出端接无功电流计 算单元的电压输入端；电流互感器组I中三个电流互感器的一次侧分别串联于补偿前的被补 偿配电线路L1、L2和L3中，二次侧接电流检测单元I的输入端；电流检测单元I对应被补 偿配电线路L1的输出端接减法运算单元I的“+”输入端和减法运算单元III的“-”输入端， 电流检测单元I对应被补偿配电线路L2的输出端接减法运算单元II的“+”输入端和减法运 算单元I的“-”输入端，电流检测单元I对应被补偿配电线路L3的输出端接减法运算单元 III的“+”输入端和减法运算单元II的“-”输入端；减法运算单元I、减法运算单元II和减 法运算单元III的输出端分别接无功电流计算单元的三个电流输入端；无功电流计算单元的输 出端接补偿控制单元的指令电流输入端；电流互感器组II中三个电流互感器的一次侧分别串 联于补偿单元I、补偿单元II和补偿单元III的输出回路中，二次侧接电流检测单元II的输入 端；电流检测单元II的输出端接补偿控制单元的反馈电流输入端；补偿控制单元的三组控制 输出端分别接补偿单元I、补偿单元II和补偿单元III的控制输入端。

补偿单元I、补偿单元II和补偿单元III每个补偿单元的两个补偿输出端依次首尾连接， 构成三角型连接，三个首尾连接点分别与被补偿配电线路中的L1、L2和L3连接。